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#044

密着イメージセンサ(CIS)

画像
こちらは、
対象物に密着してその表面を高速で読み取り、データ化し、画像として出力するための装置じゃ。
ここが便利!
必要な機能がオールインワンで収容されており、様々な機器や工場のラインに簡単に導入することができる。
ここがスゴい!
高速読み取りかつ高精細な画像取得が可能で、業界トップレベルの性能。複合機、表面検査等、広い分野で活躍中じゃ。
研究生 エコちゃん

これは、何でしょうか...。 何かの部品のように見えますが。どのようなところで使われているのですか。

博士

これらは「密着イメージセンサ」、英語ではCIS(Contact Image Sensor)と呼ばれておる。名前のとおり、モノに密着してその表面を読み取ってデータにするんじゃ。身近な例を挙げるとすれば、オフィスで使われている複合機じゃ。

複合機

研究生 エコちゃん

あらっ、そんなところに使われているんですか。私のいる事務所にある複合機も三菱電機のCISが中に入っているのかしら。

博士

その可能性は高いぞ。三菱電機のCISは国内主要メーカーの上位機種でのシェアはトップクラスじゃ。ちなみにCISは両面印刷された原稿の「ウラ面」*1の読み取りで使われており、コピーする原稿を置いて、読み取りのために搬送させるカバーの中(複合機の図の水色破線部分)に収容されておる。

*1: 一般的にオモテ面はCISとは異なる装置が使用されます。

研究生 エコちゃん

そういうことでしたか。CISは細長い棒のような形をしていますが、どのようにして表面を読み取るのですか?

博士

光源からの光が対象物の表面(赤破線部分)に届く。②対象物赤破線部分の表面で反射した光が整列したロッドレンズアレイで集光され、センサに届く。③その光の強弱を電気信号に変換、デジタル処理して画像化する。1ラインずつ取得した画像を外部に送信、つなぎ合わせることで一枚の画像にしているのじゃ。

研究生 エコちゃん

小さいレンズがたくさん並んでいてとても精密そう。当社のCISはどのくらいの速さで読み取ることが出来るの?

博士

複合機向けのCISの場合だと1分間にA4用紙を100枚程度読み取ることが出来るぞ。

研究生 エコちゃん

速~い😊! 当社のCISは複合機以外ではどのようなところで使われているんですか。

博士

まず、「表面検査」じゃ。表面検査用のCISは、検査対象物を傷つけないように「密着」ではなく「近接」して製造ラインにCISを設置して、印刷物やフィルムのキズや色ムラ、汚れなどを検出するのじゃ。

印刷物・ラベル検査

はんだ印刷・基盤検査

研究生 エコちゃん

こんなに細かいところまでピンボケしないでクッキリ読み取れるんですね。すご~い!😊

博士

その表面検査の中でも最近注目されているのがリチウムイオン電池製造時の外観チェックじゃ。今、世の中で電気自動車の普及が進んでいるが、それに欠かせないリチウムイオン電池の生産量が急拡大しておる。その製造工程では多くの表面検査が必要で、CISが大活躍しておる。こんな感じじゃ。

音声なし。再生時間:1分

研究生 エコちゃん

すご~い!これだけコンパクトであれば、生産ラインの小さなスペースに簡単に導入できて便利ですね。読み取れる幅もいろいろなタイプから選べるんですね。

博士

そうじゃ。三菱電機は今後、現状よりもさらに細かい欠陥を読み取れる新製品を発売して、半導体や基板等の検査分野にも用途を広げたいと考えておる。

研究生 エコちゃん

それは楽しみです。表面検査の作業の自動化がさらに多くのモノ作りに広がって、生産効率アップに貢献しそうですね。

博士

まだまだあるぞ。金融機関等では欠かせない紙幣の真贋をチェックする機器としても重宝されておるぞ。今日の紙幣には、いくつもの偽造防止対策が施されておるが、特殊発光インキもその一つじゃ。下の画像は2024年7月3日に発行されたばかりの新紙幣に実際にCISで紫外線光を当てた場合の画像じゃ。

表の印象(日本銀行総裁印)や地紋(背景)の一部が発光していることがわかるじゃろう。 なんとCISは今回の改刷対応でも活躍しているんじゃ。

研究生 エコちゃん

そうなのですね。非常にタイムリーな話題で驚きました!
CISが紙幣の真贋をチェックしてくれるという“安心・安全”の点でサステナビリティに貢献しているとは。。恐るべし。。。😊

博士

さきほどのCISによる複合機での読み取りも、表面検査での読み取りも、省人化や自動化によって人手不足という社会課題解消にも貢献しているのじゃ。

研究生 エコちゃん

そうなのですね。これからのCISの様々な分野での活躍に期待しちゃいます。

博士

その通り! 私も密着イメージセンサのこれからの活躍を早く見ちゃくなってきたぞ。

研究生 エコちゃん

博士、、、寒い!? 😊。

密着イメージセンサ(CIS)

表面検査ソリューションのポイント

1. コンパクトな設備でリプレースも調整も簡単

近接撮像で設置場所の省スペース化を実現。検査したい工程への後付けや複数台取り付けも容易で、ラインカメラのような調整の手間もかかりません。

2. 11種の読み取り幅でさまざまな対象物に対応

読み取り幅は106mmから1,688mmまでの11種類をラインアップ。用途に合わせて最適な幅を選択できます。

読み取り幅ラインアップ

106mm, 309mm, 335mm, 367mm, 587mm, 617mm, 807mm, 926mm, 1064mm, 1247mm, 1688mm

3. 高精度で歪みの少ない画像

読み取り幅と同じ長さのレンズを使うことで、歪みの少ない撮像が可能。解像度が高く、より細かな欠陥判別ができます。

  • 画像のゆがみが少なく測長精度が安定
  • センサの端部まで正面から読み取るため角度の影響を受けづらい
  • 一般レンズに比べて解像度が高くエッジをよりクリアに検知可能
取材協力
写真

三菱電機株式会社
電子通信システム製作所/センシングプロダクツ部/プロセス開発・製造課
細川 崇斗

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三菱電機株式会社
電子通信システム製作所/センシングプロダクツ部/センシング技術第二課
西村 和樹

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三菱電機株式会社
電子通信システム製作所/センシングプロダクツ部/センシング技術第一課
崎本 博史

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三菱電機株式会社
統合センサシステム事業部/統合センサシステム営業第二部/営業第一課
篠田 麻衣

研究生 エコちゃん

細川さん、西村さん、崎本さん、CISの製品開発・製造プロセス開発に携わって印象に残っていることを一言お願いします。

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「密着イメージセンサ(CIS)」と聞くとあまり馴染みがありませんが、私たちが普段の生活で使用する複合機やATM等の金融端末にCISが組み込まれており、また、食品パッケージやバッテリー部品等、さまざまな製品の検査にもCISを用いられており、意外と身近に存在しているなという印象を持っています。
私自身はプロセス開発エンジニアとして、日々CISの生産に向き合っています。CISは高解像度の光学部品であり、その組立工程には高いレベルの精度が求められます。
これからもプロセス開発という立場から、お客様の様々なニーズに応えられるように、日々の業務に励んでいきたいです。

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私が日々感じている事は、私の担当する外観検査用途向けCISの開発分野における、広範囲の市場ニーズに対応した製品開発の重要性です。
外観検査用途向けCISは、基本的に特定の顧客向けではない標準的な仕様として販売するため、様々な企業に導入を提案できるような製品である必要があります。
そのため、営業部門と開発部門が密接に連携して情報交換を行い、適切なタイミングで必要な機能を持った製品を開発することで、顧客満足度の向上、ひいては製造業界全体の活性化に貢献できると考えています。

写真

私が印象に残っているのは、数ミクロンから数十ミクロン単位での精密な製品設計です。
高精度のセンサを扱う我々にとって、製品の品質を確保するためには、部品の寸法や形状から組み立てまで、一貫して注意深く設計・管理する必要があります。この厳密な設計開発により、安定した品質のCISを製造し、それが各種商品の安全性を確保する検査に使用されています。今後も、品質を第一に考えた設計を続けることで、持続的な安心・安全への貢献を目指します。

研究生 エコちゃん

篠田さん、CISの事業に携わって印象に残ったことを一言お願いします。

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「密着イメージセンサ(CIS)」は複合機、ATM等の流通端末、製造ライン等に組みこまれており目立ちこそしませんが、安全・安心・便利な暮らしを下支えする、縁の下の力持ちの製品であると感じています。
また、国内のみならず海外のお客様にも多く採用いただいており、直接応対する機会もありますが、国を超えて製品の良さを認めていただける瞬間はやはり感慨深いです。
今後もユーザの声をよく聞き、満足していただける製品を展開していきたいと考えています。